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静电损伤

[ 发布日期:2015-08-11 点击:1848 来源:洛阳澳门威尼斯人平台装饰材料有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

、静电损伤的两种失形式

1. 硬损伤:又称“突发性完失”、“次性损坏”,约占10%

表现为器件电参数突然劣化,失去原有功能。主要原因是静电放电造成过压使得介质被击穿,或过流使得内部电路金属导线熔断、硅片局部融化等。

硬损伤可通过常规的性能测试手段及时发现,相对软失而言危害要小得多。

2. 软损伤:又称“潜在性缓慢失”、“多次损伤累积后失”,约占90%

受到软损伤的器件,虽然当时各类电参数仍合格,然而其使用寿命却大大缩短了。含有这些器件的产品或系统,可靠性变差,可能会在后续过程中(直至终用户)继续遭受ESD软损伤或其它过应力损伤积累而过早地失。

由于软损伤是潜在的,运用目前的技术还很难证明或检测出来,别是器件被装入整机产品之后,因此具有更大的危害性。这些产品流入市场后的维护成本和造成的其它损失,将比在生产中发生的直接损失要放大几十甚至上百倍!


二、基本的ESD事件  


1。 对器件直接的静电放电 <=> HBM、MM

2. 器件自身发生静电放电 <=> CDM

3. 电场感应放电

三、ESD事件模型

人体模型(HBM) 静电损伤普遍的原因之是通过从人体或带电材料到静电放电敏感(ESDS)器件之间的系列有电阻(1~1.5KΩ)发生静电电荷的直接转移。当人走过楼面时,静电电荷就在人体上积累。手指与ESDS器件或组件表面的简单接触就可使人体放电,可能造成器件损坏。用以模拟这类事件的模型就叫人体模型(HBM)。


E — 高压直流电源 (0~5kV)

Rb — 人体等电阻 (1.5kΩ±1%)

Cb — 人体等电容(100PF±10%)

Rs — 充电限流电阻(1~10MΩ)

DUT — 被试器件

K1 — 高压继电器

机器模型(MM) 与HBM事件类似的放电还可发自导电物体,例如金属做的工具或设备。机器模型源自日本,是试图建立个恶劣的HBM事件的结果。这个ESD模型包含个200pF的电容,它向未串联阻抗的个元件直接放电。与恶劣的人体模型相比,机器模型也许过于严格。然而,现实世界确实有该模型所代表的情况存在。例如,来自充电板组件或自动测试器电缆的快速放电。

带电器件模型(CDM) 来自ESDS器件的电荷转移也是ESD事件。例如,个器件可能在顺着送料器滑入自动装配机时被充电。如果它随后接触到插头或其它导电表面,从该器件到金属物体的快速放电就可能发生。这个事件就是带电器件模型(CDM)事件,对某些器件而言可能比HBM更具破坏性。尽管放电持续时间非常短暂(通常小于1纳秒),但电流峰值可达几十安培 ,甚至数百安培。

四、器件敏感度的分

   ESD事件导致的敏感器件受损程度,主要取决于器件耗散放电能量或承受电压的能力,即静电敏感度。任种测试方法均包括个分体系,定义器件对应指定模型的敏感度(详见表1,表2和表3)。这些分体系有很大的利用价值,它使得我们可以根据器件的ESD敏感度来进行方便的分组和比较,并确定器件所需的ESD防护别。

表1 ESDS器件敏感度分——人体模型HBM( ESD STM5.1-1998)

等 电压范围

0 <250V

1A 250V~500V(不含500V)

1B 500V~1000V(不含1000V)

1C 1000V~2000V(不含2000V)

2 2000V~4000V(不含4000V)

3A 4000V~8000V(不含8000V)

3B ≥8000V

表2 ESDS器件敏感度分——机器模型MM(ANSI/ESD-S5.2-1994)

等 电压范围

M0 <25V

M1 25V~100V(不含100V)

M2 100V~200V(不含200V)

M3 200V~400V(不含400V)

M4 400V~800V (不含800V)

M5 ≥800V

表3 ESDS器件敏感度分——带电器件模型CDM(EOS/ESD-DS5.3-1993)

等 电压范围

C0〈125V

C1 125V~250V(不含250V)

C2 250V~500V (不含500V)

C3 500V~1000V(不含1000V)

C4 1000V~2000V(不含2000V)

C5 ≥2000V

   严格来讲,个征描述完整的器件应当同时采用人体模型、机器模型和带电器件模型这三种模型来分。例如,征描述完整的某器件可能含有下列内容:1B(500V~1000V HBM),M1(25V~100V MM)和C3(500V~1000V CDM)。这在警示该器件的潜在用户它需要个受控的环境,无论是通过人还是机器来完成装配和制造操作。

我们通常依据人体模型按下列标准来划分器件的静电敏感度:

I 0~1999V

II 2000~3999V

III 4000~15999V

非静电敏感 ≥16000V

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